串励式无轴承开关磁阻发电机的悬浮特性研究

       串励式无轴承开关磁阻发电机（BSRG）的稳定悬浮发电取决于对各绕组电流的合理控制，而在其运行状态和负载情况相同时，电流又取决于绕组电感和悬浮力，因此二者的准确计算是设计和控制该电机的关键。建立了串励式BSRG的二维有限元模型，计算了悬浮绕组电感。结合实际控制策略，在不同磁动势组合下，研究了串励式BSRG的悬浮力特性。

      无轴承开关磁阻电机（以下简称BSRM）同时兼有开关磁阻电机（以下简称SRM）结构简单、控制灵活、强容错能力和高速适应性强等特点，以及磁悬浮电机无接触、无润滑、无摩擦和寿命长等优点，因此，BSRM在超高温、超高速等工作环境苛刻的应用场合具有独特优势。

      传统三相12/8极BSRM每个定子同时饶有转矩绕组和悬浮绕组，并且每相绕组由一个转矩绕组和两套悬浮绕组构成。将12/8极BSRM定子上每相邻3极悬浮绕组串联起来，组合成4套悬浮绕组，而转矩绕组结构形式不变，仍采用一相4极串联的连接方式，便构成了串联励磁式无轴承开关磁阻发电机（以下简称串励式BSRG）

      串励式BSRG发电运行时，悬浮绕组不仅提供励磁能量，而且还通过不对称励磁产生所需悬浮力；转矩绕组经过整流后，向负载输出电能。相对于全周期无轴承开关磁阻发电机，串励式BSRG因功率器件数量少，可降低控制器成本；并且其悬浮控制与磁轴承相似，可简化控制算法；另外，由于励磁功率较小，便于励磁系统的设计与控制。

      目前，关于串励式BSRG的研究较少，还主要集中与控制策略和功率变换器方面，未检索到该电机关于电感特性、悬浮力变化规律等电磁特性等方面的研究内容。

      本文在简单介绍串励式BSRG悬浮发电原理的基础上， 通过二维有限元计算，得到其悬浮绕组电感和不同磁动势组合下的悬浮力变化规律。